智能ZigBee网关控制下的家居系统设计与实现

发布时间：2017-05-25 01:15

  本文关键词：智能ZigBee网关控制下的家居系统设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着人们物质文化生活程度的进步,人们对家居环境提出的要求也愈来愈高,人们不只要求雅观的室内装饰设计,对家居环境的智能化也有了向往和期望。信息技术的急剧发展和网络技术的飞速普及,都为实现智能化家居带来了史无前例的契机,人们走向智能化家居生活已成为发展的必然趋势。本文在剖析了国内外智能家居体系发展现状的基础上,针对传统家居存在的网关组网复杂、家居终端繁多不易管理、网关功能单一、模块分离集成度差、价格昂贵不切实际等缺点,将Zig Bee无线通信技术应用于智能家居中,研究了一种基于ARM微控制器和Zig Bee协调器的智能网关平台。该平台通过智能地添加家居节点来搭建一个智能家居系统,同时在网关上集成GSM报警和WIFI模块完成对灯光、窗帘、门禁、安防等各类家居终端的移动控制和安防,从而设计出一种可以简便快捷能搭建的独立的智能家居系统,以最低的成本、人力、物力和最简单的操作让人们实现智能家居的梦想。本文首先介绍了课题的研究背景和智能家居的国内外发展现状,然后进行了整个智能家居系统方案的选型与论证,通过对比几种主流家居领域中技术选择了Zig Bee无线通信技术作为本系统家庭内部网络的组网技术,选择了嵌入式Cotex-A8平台作为系统的智能网关实现平台。接着总体介绍了智能添加设备的算法机制以及本系统智能网关的关键技术,包括Zig Bee入网协议和Andriod监听机制。最后是整个系统的软硬件实现过程。硬件设计主要集中在集成了了Zig Bee协调器、Wi Fi通信模块和GSM报警模块的嵌入式ARM网关平台设计,其次是Zig Bee家居终端模块设计。系统软件设计的重点在于网关平台的智能添加设备算法机制研究,这里需要Zig Bee端的入网协议和网关Android端的多任务处理配合完成。另外,软件设计还包括网关数据库管理设计、手机客户端设计和智能报警系统设计。
【关键词】：智能家居 智能添加设备 Zig Bee无线通信 嵌入式网关平台 GSM报警系统
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU855;TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景9
• 1.2 国内外相关技术发展现状9-13
• 1.2.1 国内外智能家居的发展现状9-11
• 1.2.2 国内外智能网关的发展现状11-12
• 1.2.3 传统智能家居系统的特点和不足12-13
• 1.3 本文的主要研究内容和意义13
• 1.4 本文的主要创新点13
• 1.5 本章总结13-14
• 第2章 智能家居系统方案选择与论证14-22
• 2.1 系统总体方案验证14
• 2.2 家居终端节点的设计与实现14-16
• 2.2.1 几种主流的组网方式对比14-16
• 2.2.2 本设计选用的组网方式16
• 2.3 ZigBee无线通信概述及网关网络拓扑的选择16-19
• 2.3.1 ZigBee的网络构成及组网形式17
• 2.3.2 智能网关网络拓扑选择17-19
• 2.4 家庭智能网关的选型与设计19-21
• 2.4.1 几种网关平台介绍20
• 2.4.2 本设计选用的网关技术20-21
• 2.5 本章总结21-22
• 第3章 智能网关关键技术研究22-31
• 3.1 网关智能添加设备算法研究与实现22-23
• 3.2 ZigBee自动入网协议研究23-27
• 3.2.1 ZigBee的网络体系结构23-24
• 3.2.2 Z-stack协议栈应用开发流程24-26
• 3.2.3 自动入网流程26-27
• 3.3 Android监听机制研究27-29
• 3.3.1 Android事件监听机制研究27-29
• 3.3.2 智能网关的监听流程29
• 3.4 本章小结29-31
• 第4章 系统的硬件设计与实现31-40
• 4.1 硬件总体方案设计31
• 4.2 网关的硬件结构设计与实现31-36
• 4.2.1 基于cotex-A8的网关主平台搭建31-33
• 4.2.2 ZigBee协调器结构设计与实现33-34
• 4.2.3 Wi Fi通信接.设计与实现34-35
• 4.2.4 GSM报警模块设计与实现35-36
• 4.3 家居终端节点设计与实现36-39
• 4.3.1 基于ZigBee的家居控制模块设计36-38
• 4.3.2 各类传感器数据采集模块设计38-39
• 4.4 本章总结39-40
• 第5章 系统软件设计与实现40-58
• 5.1 网关智能添加设备算法实现42-50
• 5.2 网关数据库管理设计与实现50-52
• 5.3 手机客户端设计与实现52-54
• 5.4 智能报警系统研究与实现54-56
• 5.4.1 ZigBee端软件实现54-55
• 5.4.2 Andriod端软件实现55-56
• 5.5 本章小结56-58
• 第6章 智能家居系统测试58-68
• 6.1 ZigBee家居节点测试58-60
• 6.2 智能添加家居节点功能测试60-63
• 6.3 智能报警系统测试63-65
• 6.4 手机移动控制测试65-68
• 第7章 工作总结68-70
• 7.1 工作总结68
• 7.2 未来展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘伟;;智能家居网关设计[J];重庆建筑;2013年02期

2 ;风河发布全新IP智能网关平台[J];计算机安全;2011年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 刘婵媛;基于物联网的智能家居系统研究与实现[D];北京邮电大学;2012年

  本文关键词：智能ZigBee网关控制下的家居系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：392419